nVidia Kepler: architektura a devět GeForce 600M v noteboocích

0

Specifikace karet, zmatek s přejmenováním

V první půlce března nás Nvidia pozvala do San Francisca na uvedení nové generace grafických karet. Nenechali jsme si ujít ani prezentaci notebooků s mobilními grafikami, a jeden takový jsme si i přivezli domů – Acer Aspire TimelineU M3. Na ten jste už mohli číst preview, brzy chystáme recenzi, a ostatně – jeho herní výkon jsme už detailně rozebrali před týdnem v testu GeForce GT 640M. Dnes se podíváme i na jiné GeForce řady 600M.

Nvidia Kepler notebook

Acer Aspire TimelineU M3 je 15,6″ Ultrabook se silnou grafikou

Nové 28nm grafiky se Nvidii podle všeho povedly – snížila se spotřeba a rapidně se zvýšil výkon. Zrovna v mobilní sféře si ale Nvidia opět vysloužila nepěknou nálepku přejmenováním poloviny své starší řady.

Pozor na přejmenování – není GeForce 600M jako GeForce 600M!

Prohlédněte si specifikace nových karet, aneb toto je mobilní Kepler:

  GeForce GT 640M LE
GeForce GT 640M GeForce GT 650M GeForce GTX 660M
architektura Kepler Kepler Kepler Kepler
jádro GK107 GK107 GK107 GK107
výr. proces 28 nm 28 nm 28 nm 28 nm
CUDA jader 384 384 384 384
takt jádra 500 MHz 625 MHz 735+ MHz** 835 MHz
takt shaderů 500 MHz 625 MHz 735+ MHz** 835 MHz
takt pamětí 1800 MHz* 1800 MHz* 1800 nebo 4000 MHz* 4000 MHz*
sběrnice 128 bitů 128 bitů 128 bitů 128 bitů
typ pamětí DDR3 DDR3 (nebo GDDR5)* DDR3 nebo GDDR5* GDDR5
pamětí 1 GB 1-2 GB* 1-2 GB* 2 GB
propustnost 28,8 GB/s* 28,8 GB/s* až 64 GB/s* 64 GB/s*
DirectX DirectX 11.1 DirectX 11.1 DirectX 11.1 DirectX 11.1

* typ, velikost a takty pamětí jsou věcí výrobce notebooku a budou se pravděpodobně někdy lišit.
** GeForce GT 650M se může vyrábět až na taktu 850 MHz na jádře a shaderech. 

 

 A teď se podívejme na specifikace těch staronových:

  GeForce
GT 620M
GeForce
GT 630M
GeForce
GT 635M
GeForce
GTX 670M
GeForce
GTX 675M
architektura Fermi Fermi Fermi Fermi Fermi
jádro GF117 GF108 GF116 GF114 GF114
výr. proces 28 nm 40 nm 40 nm 40 nm 40 nm
CUDA jader 96 96 144 336 384
takt jádra 625 MHz 672 MHz 675+ MHz** 598 MHz 620 MHz
takt shaderů 1250 MHz 1344 MHz 1350+ MHz** 1196 MHz 1240 MHz
takt pamětí 1800 MHz* 1800 MHz* až 3600 MHz* 3000 MHz* 3000 MHz*
sběrnice 128 bitů 128 bitů 128 nebo 192 bitů 192 bitů 256 bitů
typ pamětí DDR3 DDR3 DDR3 nebo GDDR5 GDDR5 GDDR5
pamětí 1 GB 1 GB 1-2 GB* 1,5-3 GB* 2 GB
propustnost 28,8 GB/s* 28,8 GB/s* až 57,6 GB/s* 72 GB/s* 96 GB/s*
DirectX DirectX 11 DirectX 11 DirectX 11 DirectX 11 DirectX 11

* typ, velikost a takty pamětí jsou věcí výrobce notebooku a budou se pravděpodobně někdy lišit.
** GeForce GT 635M se může vyrábět až na taktu 753 MHz na jádře a 1506 MHz na shaderech.

Sečteno a podtrženo, máme tu čtyři novinky s jádrem GK107 a s architekturou Kepler se vším všudy. 

Nvidia také vydala GeForce GT 620M, která staví na jádře GF117, tedy na 28nm zmenšenině jádra GF108, stále s architekturou Fermi. To znamená snížení spotřeby, jinak je karta jen mírně zpomalenou GeForce GT 540M.

  • GeForce GT 630M je přejmenovanou GeForce GT 540M
  • GeForce GT 635M je přejmenovanou GeForce GT 555M
  • GeForce GTX 670M je přejmenovanou a přetaktovanou GeForce GTX 570M
  • GeForce GTX 675M je přejmenovanou GeForce GTX 580M

Jak to tak vypadá, budete si muset dávat pozor, zda nekupujete zajíce v pytli. Osobně bych řekl, že GeForce GTX 660M bude GTX 670M velmi silně šlapat na paty s poloviční, možná i nižší spotřebou, a s podobnými věcmi musíte při rozhodování Kepler-Fermi počítat.

Jaké jsou notebooky s Keplerem?

Nvidia se nechlubila nijak drtivým výkonem nových grafik, jako spíše poměrem výkon/watt, a u notebooků také tím, do jak malého zařízení lze onen úsporný výkon nacpat.

Na tomhle slajdu je krásně vidět, jak rostl výkon grafik. Samozřejmě je to bráno s trochou nadsázky a bez porovnání procesorů a dalších komponent, ale kol a kolem – za dva roky jsme se od pětikilového DTR vypracovali k 20 mm silnému Ultrabooku s prakticky stejně výkonnou grafickou kartou. Přitom je grafika nejžravější součástí notebooku. Dva skoky na lepší výrobní proces udělaly své, přechody na novou architekturu také, a navíc srovnáváme čipy z jiné velikostní třídy.

A to byl také hlavní argument Nvidie. Jako jednu z prvních věcí na Editor’s Day nám pustili Battlefield 3 na maximální detaily. To nebylo nic zvláštního, takže všichni kroutili hlavou, dokud nebylo vysvětleno, že hru vykresluje „tenhle tenoučký Ultrabook“. Šlo o Acer Aspire TimelineU M3 s naší GT 640M, a není se tak čemu divit. Faktem ale je, že jde o znatelný krok kupředu.

…ano, osm hodin na baterku, 20 mm tloušťky a Battlefield 3 na Ultra – to je podle Nvidie „pravý Ultrabook“, včetně toho Ultra výkonu.

Dalším bodem, který byl omílán poměrně často, je opětovný rekord v počtu notebooků s Ivy Bridge a GeForce 600M – podle slov jistých PR-istů má být GeForce GT 640M doslova všude, a je pravda, že na CeBitu 2012 jsme mohli vidět řádku notebooků s ní, a ostatně i na Editor’s Day bylo vystaveno osm notebooků. Tedy vystaveno – „nefotit a nesahat do Správce zařízení“ 🙂

 

Faktem je, že se šušká o přítomnosti GeForce v nových MacBoocích Pro (samozřejmě jen šušká), a vzhledem k povedenosti GeForce GT 640M a její očividně celkem nízké ceně najdeme ji i její deriváty v řadě strojů.

Nvidia Kepler notebook

Nvidia Kepler notebook

 


Jedním z vystavených byl třeba Lenovo IdeaPad Y580, o tom se mluvilo jako o notebooku, jaký si Nvidia představuje jako skutečně herní. Tedy žádné pětikilové bestie, ale 15,6″ notebook pod 3 kg, relativně tenký, s dlouhou výdrží (s Optimusem) a GeForce řady GTX. S GTX 660M si to mohou dovolit, s takovou GTX 670M je to i přes nepatrný rozdíl ve výkonu utopie.

I jiní výrobci se ale nechávají slyšet, že plánují notebooky s Keplerem a Ivy Bridge, slajdy, kteří to budou, jsou pod NDA kvůli Ivy Bridge, ale zajímavý je třeba případ HP, kde se u Pavilionů přechází od AMD k Nvidii. Celkově to tedy vypadá na docela hojnou úrodu 28nm grafik od Nvidie.

 

 

Jako vždy padla řeč i na Optimus, technologii dynamického přepínání grafických karet. Prý bude letos ještě rozšířenější než loni, ale bohužel opět ne všude. Je to sice spíše věc výrobců než Nvidie, ale proč ne na 100 % notebooků? Hardware to umí, bohužel vždycky se najde prostor k šetření, případně (a to častěji) se Optimus nepoužívá u ryze herních DTR, kde by zřejmě mohl ve vzácných případech špatně rozpoznat aplikaci a přepnout grafiku. I tak je to ale trochu škoda.

Něco málo o architektuře

Skutečně jen v kostce – do detailů architektury budete moci zabřednout na ExtraHardware. Hlavní strukturní jednotkou čipu architektury Kepler už není SM blok s 32 shadery, nebo přesně CUDA jádry, ale nově SMX blok se 192 CUDA jádry. Zatímco GeForce GTX 680 jich má v jádře hned osm a tedy celkem 1536 CC, všechny mobilní Keplery mají zatím jádro GK107 se dvěma SMX bloky a tedy 384 CC.

Velké SMX bloky a spousta shaderů

Důležité je, že jádro jde částečně deaktivovat stejně jako u Fermi vypnutím jednoho z bloků. U velikých SMX jednotek Kepleru to ale zrovna nepřipadá v úvahu, takže GK107 má vždy 384 shaderů a méně jich najdete jen na kartě s jiným jádrem, více zatím v noteboocích nenajdete.

Někdo se u testu GeForce GT 640M rozpovídal o tom, jak je Kepler špatný, když má oproti Fermi o tolik víc shaderů a výkon tomu neodpovídá. Inu – jak jste si mohli přečíst už ve specifikacích – shadery Kepleru zpracovávají instrukce jinak a jejich frekvence je stejná jako frekvence jádra, ne dvojnásobná, jako tomu bylo u Fermi. Tím bylo dosaženo značné úspory energie na shader a ztráty poloviny výkonu, kterou Nvidia dorovnala vysokým počtem shaderů v čipu. Ten je výkonnější, ale přesto úspornější než čip Fermi.

GPU Boost – jako Turbo Boost Intelu

Novinkou u Kepleru je GPU Boost, který podobně jako u Intelu dynamicky zvyšuje frekvenci čipu v případě potřeby, tady přesně řečeno spíš možnosti. Když hra spotřebovává méně energie, než je TDP čipu, tak se GPU přetaktuje, aby se stále vešlo do TDP, ale zvýšil se výkon. Takový 3DMark 11 vám tak poběží na základním taktu, zatímco úspornější Battlefield 3 v přetaktovaném stavu.

Tahle vlastnost stejně jako Turbo Boost dost závisí na chlazení grafického procesoru – když bude čip horký, nebude se moc taktovat, když bude studený, bude mít prostor větší. Proto budou lépe chlazené notebooky výkonnější, i když jen v rámci maximálně pár jednotek procent.

 

FXAA a Adaptive Vsync

Další novinkou, ostupnou pro všechny grafiky od Nvidie, je rychlý a kvalitní anti-aliasing FXAA, který by měl při náročnosti 2× MSAA dorovnat kvalitu 8× MSAA. Zapnete jej v ovladačích.

Pro Keplera exkluzivně tu bude také TXAA, dokonalejší a ještě mnohem efektivnější verze.

Kepler rovněž podporuje adaptivní vertikální synchronizaci. Když hrajete s vertikální synchronizací, chce to mít 60 FPS celou dobu, protože jakmile pod ně klesnete, váš výkon klesne skokem rovnou na 30 FPS kvůli pravidelnosti snímkové frekvence. Adaptive Vsync to řeší tím, že když vaše FPS má spadnout pod 60, Vsync se na chvíli vypne a vy tak plynule pokračujete třeba na 40-50 FPS, dokud nedosáhnete zase kýžených 60 FPS +.

   Nvidia Kepler notebook

Ve výsledku se Nvidia asi na dvaceti slajdech chlubila tím, že se jim podařilo vyrobit čipy s dvakrát vyšším výkonem při stejné spotřebě oproti předchozí generaci. Musíme potvrdit, že to není jen nadsázka, alespoň pokud srovnáváme GeForce GT 540M a GT 640M.

Jak nacpat GeForce do Ultrabooku

Teplo je, oč tu běží

Co je hlavním problémem, když chcete dostat silnou grafickou kartu do tenkého malého notebooku, třeba do 20mm Ultrabooku? Prostor, teplo nebo proud, který dovede zařízení dodávat? Je to teplo, nebo prostor, jaký zaujme chlazení, pochopitelně. Rozdíl mezi 65W a 45W celkovým TDP notebooku je velmi limitující.

Nejsilnějším topičem je pochopitelně grafická karta. Procesory s TDP 17 W jej po většinu času nedosáhnou, zato grafiky mají opačný problém, třeba TDP GeForce GT 540M je 35 W, což jí znemožňuje pobyt v Ultrabooku, který má tepelný design obvykle kolem těch 45 W celkem.

Prostor je hodně svazující, ale dá se překonat. Na PCB grafiky včetně heatpipe a chladiče máte ale v tenkém Ultrabooku jen 6 mm, a to je opravdu málo. Jenom standardní heatpipe má průměr 6 mm, chladič s menšími a plochými heatpipe je tak samozřejmostí. I to PCB něco místa zabere, a to vše je opět limitující v jedné věci – teple. Proto potřebujete nějakou opravdu úspornou grafiku.

Situaci vám značně usnadňuje GPU Boost. Na ne moc dobře viditelném slajdu na fotce níže vidíte dva grafy. Jeden přísluší Ultrabooku při hraní Battlefieldu 3 v roce 2011, druhý v roce 2012. V obou případech si procesor řekne maximálně o 15 W energie, grafika tak o 20 W a 5 W zbyde do dorovnání 40W TDP, což odpovídá už docela tenkému a malému notebooku. Grafika s podporou GPU Boostu toho dovede využít a pokud je tepelný prostor, vyšvihne svou frekvenci a výkon výš a doplní svou spotřebu na 25 W.

Nvidia poukázala na koncept Ultrabooku – má být ultratenký, ultralehký a ultrarychlý. To ultrarychlý podle nich vůbec neplatí, protože hry si prostě pořádně nezahrajete. S trochou demagogie musíte počítat, samozřejmě že Ultrabooky jsou výkonné v jiném, než herním směru, to se ale má s nasazením GeForce do nich změnit.

Ultrabook s GeForce GT 640M by měl utáhnout takové pecky jako Battlefield 3, Crysis 2 nebo třeba Skyrim na plné detaily nad 30 FPS, čemuž se klasickému Ultrabooku s grafikou od Intelu může jen zdát.

Nvidia Kepler notebook
Nvidia Kepler notebook

 

Výkon (rekapitulace testu GT 640M)

Výkon GeForce GT 640M byl vysoký, jak víte vy, kdo jste četli její test. Vy kdo ne – pár grafů pro vás mám i tady. Výkon oproti předchozí generaci se podle některých testů více než zdvojnásobil:

3DMark Vantage
Performance
(body – vyšší je lepší)

3DMark Vantage
Performance – GPU Score
(body – vyšší je lepší)

 

3DMark 11
Performance
(body – vyšší je lepší)

3DMark 11
Performance – Graphics Score
(body – vyšší je lepší)

Ve hrách to tak velkolepě nevypadalo, nesmíme ale zapomínat, že zrovna v našem Ultrabooku byla karta párována s velmi pomalým procesorem, s nástupem Ivy Bridge už ji budeme snad vždy vídat pouze se silnějšími čipy.

Far Cry 2
1366 × 768 px, 4× MSAA, Ultra high
(FPS – vyšší je lepší)

World in Conflict
1366 × 768 px, 4× MSAA, very high
(FPS – vyšší je lepší)

Závěr, zhodnocení

Dnes už se můžu opřít i o test GTX 680, alespoň při hodnocení architektury. Je zcela zřejmé, že výkon stoupl a spotřeba klesla, to první bylo o desítky procent jasné už v prvním testu, to druhé poměrně zřetelně vyplývá ze stroje, v jakém daná grafika pracuje, ačkoli neznáme její TDP, víme, že 35 W jako u GeForce GT 540M to nejspíš nebude a taky víme, že výkon stoupl opravdu důkladně.

Pro skeptiky: ano, za rok-dva tu bude zase něco rychlejšího, pokud mám ale hodnotit pokrok v rámci jednoho mezigeneračního kroku, musím zatleskat. Pro názornost:

3DMark 11
Performance – Graphics Score
(body – vyšší je lepší)

Tohle je srovnání stejně značeného mainstreamu AMD a Nvidie z minulého a současného roku, asi není třeba zdůrazňovat, že karta se v noteboocích obrací.

Nyní taky známe cenu notebooku, ve kterém grafika je – Acer Aspire TimelineU M3 se sice v naší konfiguraci v ČR prodávat nebude, její přibližná maloobchodní cena má ale být zhruba 21 tis. Kč vč. DPH. To na 20 mm silný hořčíkový notebook s hybridním diskem, ULV Core i5 a GeForce GT 640M není moc (srovnejte s Ultrabooky s Intelem), Nvidia očividně od GT 540M cenu příliš nezvedla.

S plusy, mínusy, či oceněními by se asi patřilo počkat na konkrétní notebook, ne na generaci grafik. Zhruba ale mohu říci, že nová generace je velmi zajímavá. Čtyři nové karty s architekturou Kepler se sice navzájem moc neliší, ale všechny budou výkonné a úsporné, GeForce GT 620M pak díky 28nm výrobě bude také dost konkurenceschopná a levná grafika. Pozor si ovšem dejte na vyšší přeznačené modely, zvláště na GT 635M a GTX 670M, u kterých je pravděpodobné, že budou svým výkonem zasahovat mezi Keplery a přitom těžce propadat spotřebou.

Potěší nový anti-aliasing nebo adaptivní Vsync, GPU Boost je zrovna u notebooků docela slibná technologie. Uvidíme, co na to AMD, momentálně to ale vypadá, že pro rok 2012 a Ivy Bridge má lépe našlápnuto Nvidia.

 

Zdroj: Nvidia, notebookcheck.net (přesné parametry grafik)

Ohodnoťte tento článek!